Номер 2, страница 48, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 74. Электромагнитные колебания. Вопросы и задания - номер 2, страница 48.

Условие.

2. Что такое колебательный контур?

Решение.

Колебательный контур — это электрическая цепь, состоящая из соединённых друг с другом катушки индуктивности ($\text{L}$) и конденсатора ($\text{C}$). Главное свойство такого контура — способность к свободным электромагнитным колебаниям, то есть к периодическим изменениям заряда на обкладках конденсатора и силы тока в катушке.

Процесс колебаний в идеальном колебательном контуре (в котором активное сопротивление равно нулю, $R=0$) можно описать поэтапно:

1. В начальный момент времени конденсатор заряжен до максимального заряда $q_m$. Вся энергия системы сосредоточена в его электрическом поле: $W = W_{Emax} = \frac{q_m^2}{2C}$. Ток в контуре отсутствует ($I=0$).

2. Конденсатор начинает разряжаться через катушку. В цепи возникает электрический ток, сила которого постепенно нарастает. По мере разрядки конденсатора энергия его электрического поля преобразуется в энергию магнитного поля, создаваемого током в катушке ($W_M = \frac{LI^2}{2}$).

3. В момент, когда конденсатор полностью разряжен ($q=0$), сила тока в катушке достигает своего максимального значения $I_m$. В этот момент вся энергия контура сосредоточена в магнитном поле катушки: $W = W_{Mmax} = \frac{LI_m^2}{2}$.

4. Несмотря на то что конденсатор разряжен, ток в цепи не исчезает мгновенно из-за явления самоиндукции. Магнитное поле катушки, уменьшаясь, поддерживает ток в том же направлении, что приводит к перезарядке конденсатора: на его обкладках накапливается заряд противоположного знака. Энергия магнитного поля катушки снова переходит в энергию электрического поля конденсатора.

5. Процесс завершается, когда ток в катушке становится равным нулю. К этому моменту конденсатор снова полностью заряжен, но его полярность обратна первоначальной. Затем весь цикл повторяется в обратном направлении.

Таким образом, в контуре происходят периодические превращения энергии электрического поля в энергию магнитного поля и обратно.

Период собственных колебаний в идеальном контуре определяется формулой Томсона:
$T = 2\pi\sqrt{LC}$
где $\text{L}$ — индуктивность катушки, а $\text{C}$ — ёмкость конденсатора.

В реальных колебательных контурах всегда присутствует некоторое активное сопротивление, из-за которого часть энергии расходуется на нагрев проводников. Это приводит к тому, что колебания становятся затухающими.

Ответ: Колебательный контур — это простейшая электрическая цепь, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания за счёт периодического перехода энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки и обратно.